圖 2 中繼的時隙分配

在實現上，該中繼測試床充分利用了TDD系統的特點。相對于FDD系統，TDD系統具有信號接收發送在同一頻段、采用同一射頻通道的特性，該特性在很大程度上使得中繼的實現相對于FDD系統更容易。由于TDD系統所具有的便利性，TD-LTE中繼測試床的設計思路是利用現有的TD-LTE產品，通過加載不同的軟件，使其升級為中繼。

如圖 3所示，在傳統的無線網絡中，各基站之間相互獨立，各自通過光纖等回傳網絡連接到核心網。該中繼測試床通過對一個普通的兩扇區基站加載不同的軟件來實現。具體操作是：一個扇區加載終端相關的軟件，作為中繼的終端部分，同時對該扇區的RRU(Remote Radio Unit)做相應的參數配置，使其符合終端的接收發送時序;另一個扇區的軟件進行相關的升級，作為中繼的基站部分。另外普通基站需要加載相應的軟件，升級為宏基站，為中繼提供無線回傳，并從協議架構上對中繼提供支持。

圖 3 中繼測試床實現方案

該實現方案一方面能縮短了開發周期，一方面使中繼和普通基站的平滑演進成為可能，從而能保護運營商的投資。

聯合外場技術試驗

愛立信和中國移動攜手于2011年上半年針對該中繼測試床進行了聯合外場技術試驗。試驗中各節點(宏基站，中繼的終端部分及中繼的基站部分)均為兩天線;中繼和宏基站之間的距離約為460米，中間有建筑物阻擋;站點部署及天線方向如圖 4所示;測試終端為LTE版本8的Aeroflex TM500(第三方終端)。

圖 4 外場試驗環境

圖 5，圖 6和圖 7分別給出了RSRP(Reference Signal Received Power)、上行吞吐量、下行吞吐量在有中繼和沒有中繼情況下的對比結果。從測試結果可以看出，通過在宏基站覆蓋邊緣安裝中繼，在宏基站的陰影覆蓋區，RSRP從-125 dBm提高為-70 dBm，上行吞吐量從0提高到接近8 Mbps，下行吞吐量從0提高到20 Mbps左右。圖 5 - 圖 7中(c)圖的起點和終點位置如圖 5(b)中所示。下行速率只能達到20 Mbps，原因是回傳鏈路只能支持20 Mbps的速率，從而成為系統的瓶頸。

圖 5 RSRP對比圖

圖 6 上行吞吐量對比圖

圖 7 下行吞吐量對比圖

結果表明，在實際無線環境中的外場測試結果接近中繼測試床的設計目標。部署TD-LTE中繼能在實際無線環境中擴展網絡覆蓋，顯著提高小區邊緣用戶的吞吐量。

結論

TD-LTE中繼是一種擴展TD-LTE網絡覆蓋、提高小區邊沿邊緣用戶吞吐量的經濟有效的方案。愛立信中繼測試床的成功開發，驗證了在TD- LTE普通基站的基礎上通過軟件升級實現TD-LTE中繼的可行性。聯合外場試驗結果表明，部署TD-LTE中繼能夠在很大程度上擴展傳統TD-LTE宏基站的覆蓋范圍，并顯著提高宏小區邊緣用戶的上下行吞吐量。中繼是LTE版本10中定義的技術，但中繼的引入不需要對LTE版本8的終端做任何修改，因此 LTE版本8的終端也能受益于中繼的部署。

測試結果結果也說明，回傳鏈路可能成為影響TD-LTE中繼系統性能的瓶頸。因此，利用例如MIMO增強技術等先進技術實現更高效的無線回傳，可以進一步提升中繼節點給TD-LTE系統帶來的增益。